美國商(shāng)務部國家標準與技術研究所(suǒ)(NIST)官方發布了一台新的原子(zǐ)鍾,名為NIST-F2,並以此(cǐ)作為新的美國城市時間與頻率(lǜ)標準。NIST-F2在今後大約3億(yì)年裏既不會增加1秒,也不(bú)會減少1秒,精確性約是NIST-F1的3倍。
據物理學家組織網4月4日(北京時間)報道,NIST科學家最近向位於法國巴黎的國際計量局(BIPM)報告了第一(yī)份NIST-F2的官方運行數據。BIPM負責核對全世界的原(yuán)子鍾以(yǐ)生成國際標準時間??世界標準時(UTC),根據BIPM數據,NIST-F2是目前世界上最精確的時間(jiān)標準。
NIST-F1和NIST-F2這兩台鍾都用一種銫原(yuán)子“噴泉”來確定1秒的精確時長。它們都能檢測(cè)銫原(yuán)子中的一種(zhǒng)特殊躍遷頻(pín)率(lǜ):每秒振動(dòng)9192631770次,以此確定時(shí)間國際單位“秒”的時長。二者的關鍵不同是,F1是在近室溫(約27℃)運作(zuò),而F2的原子密閉在更冷環境(-193℃)中。這種寒(hán)冷環境極大(dà)降低了背景輻射,由此也(yě)減少了某些極微小的測量誤(wù)差(chà)。從技術上(shàng)講,F1和F2都是頻率(lǜ)標(biāo)準,這意味著它(tā)們能檢測國際單位秒的時長,並校準(zhǔn)其他鍾(zhōng)表。
許多日(rì)常技術,如手機、全球定位係統(GPS)衛(wèi)星(xīng)接收器、電力網絡等都要依靠高精度的原子鍾。從曆史角度看,改進計(jì)時(shí)能從長(zhǎng)遠改進技術與創新。NIST物理學家、NIST-F2主要設計師斯蒂芬?傑夫茨說:“在過去建造(zào)原子鍾的60年裏,我們(men)了解(jiě)到(dào),每(měi)次我們造出更好的鍾,就會有人為它想到不曾預見的用(yòng)途。”
銫原子鍾開始計時的官方數(shù)據可(kě)追溯到1967年,當時定義秒時長的依據是銫原子(zǐ)振動。自那時起,銫原子鍾已有極大改進。但(dàn)銫原子鍾是(shì)在微波頻率運作,由於(yú)頻(pín)率較低,正在逼近其測量的底線(xiàn)。將來可能造出更高頻率的原子鍾,在可見光或(huò)接近可見光範圍,這些(xiē)光學原子鍾能將時(shí)間分成更小單位,使時間標準比今天的銫原子標準精確(què)百(bǎi)倍。
總編輯圈點
這種超級昂貴的時鍾,既沒有指針也沒(méi)有齒輪,運作它的是激光束、鏡子和銫原子氣。而所謂“噴泉鍾”實際(jì)上是描述它工作起來銫原子升升降降的樣子。我們都知(zhī)道現在國(guó)際時間和頻率轉換的基準就是銫原子(zǐ)鍾(zhōng),但它(tā)也用來控製電視廣播和全球定位係統衛星(xīng)的(de)訊(xùn)號,甚至對國防安全都蔚為重要。
.
欄目導航
內(nèi)容推薦
更多>2018-10-12